Что может сломаться в генераторе

Как работает автомобильный генератор? Как его проверить? Какие неисправности случаются?

Как работает генератор?

Принцип работы автомобильных генераторов одинаковый и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле.

Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. Сразу отметим, что в автомобильном генераторе нет постоянных магнитов. Т.е. постоянного магнитного поля в генераторе просто нет. Однако магнитное поле появляется на обмотке ротора после подачи на него тока. Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора. Этим же током далее питается обмотка возбуждения, т.е. потребление тока от АКБ прекращается.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные генераторы.

Снятый с обмоток статора переменный ток стабилизируется в устройстве, называемом «выпрямитель», также известном как диодный мост. Благодаря ему выходной ток генератора – постоянный и выпрямленный. В нем присутствует шесть силовых диодов. Половина диодов соединена с силовым плюсом генератора, половина – с его «массой», т.е. корпусом. Также в выпрямителе могут присутствовать слаботочные диоды, через которые подключена обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.

Также в генераторе есть реле-регулятор напряжения. На контакты реле с диодов приходит снятое со статора силовое напряжение. Если его недостаточно, т.е. напряжение меньше 14 Вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. При усилении магнитного поля увеличивается силовое напряжение. Необходимая величина – 14-14,5 Вольт.

Здесь же добавим, что магнитное поле увеличивает усилие, с которым вращается ротор. Эта нагрузка через приводной ремень передается на коленвал. Таким образом, включение электрических потребителей и, главным образом, их общая мощность, непосредственно влияют на расход топлива.

Именно благодаря регулированию тока в обмотке ротора производительность генератора не зависит от скорости вращения ротора и силы тока нагрузки. Разумеется, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам по себе регулятор напряжения – чисто электронное устройство.

Ток возбуждения подается по подпружиненным графитовым щеткам, контактирующим с контактными кольцами на роторе.

На более современных автомобилях применяется бесщеточные индукторные генераторы. В них применяется отдельная неподвижная обмотка возбуждения с намагниченным магнитопроводом. Ротор представляет собой звезду с 6-ю лучами, а статор не 3-х, а 5-фазный. Такие генераторы самовозбуждаются, т.е. могут работать без АКБ.

Обгонная муфта генератора

Мощные генераторы оснащаются шкивом с обгонной муфтой. В данном случае она служит демпфером, который гасит инерции коленвала и самого ротора генератора, не позволяет тяжелому и нагруженному ротору генератора ударять и подгонять ремень навесного оборудования при снижении его скорости движения. Т.е. если скорость ремня падает или ремень останавливается при глушении двигателя, то ротор генератора может свободно продолжать вращаться. При неисправности обгонной муфты, т.е. ее заклинивании, во время работы двигателя можно увидеть сильную вибрацию приводного ремня возле муфты. А при остановке двигателя раздается скрип ремня – это вращающийся по инерции ротор генератора прокручивает заклинившую муфту относительно ремня.

Подключение генератора. Самые распространенные выводы и клеммы.

К проводке автомобиля генератор подключается не только силовым проводом и контактом с «массой». Силовой выход – клемма 30 – помечен буквой «B» (батарея). Отдельный минусовой контакт – клемма 31 – на генераторе обозначается буквами E, B-, GRD.

У генератора обязательно есть выход на контрольную (индикаторную) лампу. Через этот же выход подается небольшое напряжение для намагничивания ротора. Такой контакт помечен буквой «L» (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампочка тухнет при выравнивании потенциалов, т.е. когда на контакте L появится «плюс». Это происходит в тот момент, когда генератор начинает вырабатывать ток.

Также контрольная лампа может подключаться через контакт «D+». Нюанс в том, что в этом случае по этому же контакту питается регулятор напряжения. По контакту «S» (сенсор) измеряется напряжение для контроля.

На генераторах дизельных двигателей нередко присутствует контакт «W». Это выход с одной из обмоток статора, по которому подключается тахометр.

По контакту «FR» или «DFM» регулятор напряжения соединяется с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. Если нагрузка высока, то электроника повышает обороты холостого хода или отключает некоторые потребители.

На генераторе может присутствовать контакт «D» c очень разным функционалом. «D» может обозначать и Digital, и Drive. Например, по нему можете передаваться цифровой сигнал, как на автомобилях Ford. На генераторах японских автомобилей по этому контакту подается ток для управления регулятором напряжения. Также это может быть просто пустой контакт.

Почему генератор выходит из строя?

Поломки генераторов можно разделить на механические и электрические.

По механике – это нарушение вращения ротора из-за износа или разрушения подшипников. Подклинивающий генератор может привести к обрыву ремня навесного оборудования. Также может возникнуть люфт подшипников.

Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения с контактными кольцами на роторе. Правда, они сделаны с запасом и служат сотни тысяч км и огромное количество моточасов. Предельная длина щеток – 5 мм.

Если контакт щеток с кольцами ротора пропадает, то генератор перестает функционировать. Обмотка возбуждения не намагничивается, ток не возникает.

Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагревов, вызванных перегрузками. Тут можно сказать, что есть генераторы с некорректно подобранными диодами, которые просто не служат достаточно долго. И в целом силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным запасом.

Также отметим, что диодный мост может выйти из строя на вашем автомобиле при неправильном прикуривании. Дело в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшим АКБ другой машины диоды в вашем генераторе просто пробивает током. Правильно прикуривать другой автомобиль так: подсоединяетесь к его АКБ, несколько минут с заведенным двигателем подзаряжаете его, затем глушите свой двигатель, даже вынимаете ключи из замка зажигания. И только после этого позволяете пациенту завестись.

Если неисправность возникает в реле-регуляторе, то генератор не выдает достаточного напряжения. В этом случае опять же пропадает зарядка. Кроме того, реле-регулятор может стать причиной утечки тока. Для некоторых генераторов есть рекомендация менять реле-регуляторов через определенные пробеги.

Также зарядка может пропасть или отсутствовать при нагрузке в случае межвиткового замыкания.

Проверка снятого генератора без машины

Снятый и неразобранный генератор можно проверить при помощи таких вспомогательных вещей, как заряженный АКБ и некое устройство, с помощью которого можно раскрутить ротор генератора (шуруповерт или дрель с подходящей головкой). Также нужно правильно подключить индикаторы – лампы. Одна лампа грубо покажет наличие зарядки, другая покажет работоспособность реле-регулятора.

Более точные и точечные проверки проводятся на разобранном и заведомо неисправном генераторе для поиска конкретного неисправного узла.

Генератор на автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Для начала необходимо замерить напряжение на самой АКБ. В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.

Есть старый дедовский метод со скидыванием клеммы АКБ во время работы двигателя. Типа если двигатель не заглохнет, то генератор бодрячком. На сегодняшний день таким образом нельзя проверять работу генератора скидыванием клеммы с АКБ на работающем авто. Если так сделаете, то через пару недель пройдет пробой одного из диодов.

Отдельного упоминания заслуживают генераторы с подключением P-D (терминалом P-D, «импульс-управление»). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Оттуда же подается напряжение для обмотки возбуждения. Таким образом, их нельзя проверить методом с подключением индикаторной лампы и подачи возбуждения через нее. Ее просто подключить некуда, а возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном стенде или при помощи самодельного реле-регулятора, способного подать импульс на обмотку ротора.

Пять признаков неисправности генератора автомобиля

Генератор является основным источником электроэнергии любого автомобиля. Поэтому неисправность этого элемента, через несколько километров, приведёт к полной остановки автомобиля. Но перед тем, как выйдет из строя генератор, машина подаёт признаки, по которым можно узнать о ближайших проблемах. Чтобы определить по признакам причину неисправности, нужно подробно изучить устройство основного источника питания.

Как устроен основной источник питания

Генератор состоит из двух основных частей: статора и ротора. Эти детали находятся в алюминиевом корпусе. Статор закреплён неподвижно, а ротор закреплён на валу и вращается на подшипниках. Вал ротора, связан с коленчатым валом автомобиля посредством приводного ремня.

При вращении коленчатого вала вращается ротор генератора, так вырабатывается электрическая энергия для бортовой системы автомобиля. Нужно отметить, что генератор вырабатывает ток переменного напряжения. Диодный мост выпрямляет ток и в бортовую систему машины поступает ток постоянного напряжения, около 14 вольт.

Генератор, через реле-регулятор, непосредственно связан с аккумуляторной батареей. При запуске автомобиля электричество поступает из аккумулятора. После запуска машины, в бортовую электрическую систему начинает поступать ток из генератора.

Аккумулятор восстанавливает плотность, потребляя электричество из бортовой системы машины. При исправном генераторе, вся электрическая система работает чётко. При выходе из строя генератора, электричество поступает только из аккумулятора. Если его не подзаряжать, то вскоре весь запас энергии израсходуется и машина заглохнет.

Признаки нестабильной работы или поломки генератора

Основные признаки неисправности главного источника питания автомобиля:

1. Мотор плохо запускается. Если генератор прекращает работать нормально, аккумуляторная батарея не получает электроэнергию для восстановления нормального напряжения. Оно должно быть в пределах 13,5 вольт. Без подзарядки, оно будит постоянно снижаться. Аккумулятор, со слабым напряжением, не сможет быстро прокручивать стартер. Следовательно, возникнут проблемы с пуском двигателя.

Важно! Аккумулятор, который постоянно разряжается, верный признак неисправности генератора.

1. Слабый или моргающий постоянно свет фар. Второй верный признак, мы можем получить при включенном свете фар. Это, так же, заметно по подсветке приборной панели и освещении салона. Свет будит значительно слабее, чем обычно, верный признак недостатка электроэнергии в бортовой системе автомобиля. Как известно, основной поставщики энергии в систему — генератор.
2. Горит или мерцает контрольная лампа, в виде аккумулятора на панели приборов. Работа этой контрольной лампы, возможна в случае питания энергосистемы автомобиля только от аккумулятора. Нужно принимать срочные меры.
3. Свист или запах горелой резины в моторном отсеке. Такой признак даёт знать о том, что ремень привода основного источника питания проскальзывают, следовательно, вал ротора вращается медленно, либо не вращается вообще. В этом случае потребители электроэнергии автомобиля испытывают дефицит электрической энергии.
4. Под капотом слышен скрежет и шуршание. По этому, шуму можно судить о выходе из строя подшипников вала ротора. В них увеличился зазор, появился люфт, при котором ротор касается статора. Отсюда следует, что электрическая энергия не вырабатывается в нужном количестве.

Существует верный способ подтвердить все причины неисправности. Достаточно на работающем двигателе отключить массу или снять минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Если двигатель заглохнет или станет работать с перебоями, значит нужно срочно ремонтировать основной источник питания автомобиля.

Генератор — основные неисправности

Генератор — самый активно нагруженный компонент электрики

Во время движения автомобиля частота оборотов вала генератора достигает 10-14 тысяч оборотов в минуту. Это самая большая скорость вращения среди всех узлов автомобиля, в 2-3 раза превышающая частоту оборотов двигателя.

Срок службы у генератора примерно в два раза меньше, чем у двигателя: примерно 160 тыс.километров пробега.

Генераторы бывают двух видов:

• генератор переменного тока (используется на большинстве легковых автомобилей)
• генератор постоянного тока (используется на большинстве автомобилей, работающих в автохозяйствах)

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока состоит из двух основных частей: статора с неподвижной обмоткой, в которой индуцируется переменный ток, и ротора, создающего подвижное магнитное поле, а также крышек, приводного шкива с вентилятором и встроенного выпрямительного блока.

Переменный ток генератора выпрямляется двухполупериодным трехфазным выпрямителем с полупроводниковыми диодами.

Генераторы переменного тока имеют ряд преимуществ по сравнению с генераторами постоянного тока. Ротор генератора переменного тока может вращаться с большей частотой, чем якорь генератора постоянного тока.

При большой частоте вращения якоря генератора постоянного тока ухудшается контакт между щетками и ламелями коллектора вследствие колебаний щеток при скольжении их по коллектору. Кроме того, под действием центробежных сил возможен выход обмоток из пазов якоря.

Для того чтобы напряжение при увеличении частоты вращения якоря не изменялось, необходимо пропорционально уменьшать магнитный поток возбуждения. При применении в генераторе электромагнитов это можно обеспечить, уменьшая силу тока в обмотках возбуждения. На этом принципе основано регулирование напряжения автомобильных генераторов. Оно осуществляется с помощью электромагнитных вибрационных реле, называемых реле-регулятором.

Диагностика реле-регулятора генератора осуществляется с помощью диагностических стендов, где определяют напряжение включения генератора и зарядный ток. Напряжение, регулируемое реле-регулятором должно быть в пределах 13,9 — 14,5 В.

Следует проверять натяжение ремня привода генератора. При проскальзывании ремня генератор не развивает полной мощности, что приводит к разряду аккумуляторной батареи.

В генераторах также проверяют износ щеток, усилие пружин щеткодержателей и состояние контактных колец и подшипников ротора.

Высоту щеток измеряют при снятом щеткодержателе. Если щетки износились до высоты 8 — 10мм, их заменяют.

Усилие пружин щеткодержателей должно соответствовать нормам марки Вашего автомобиля, например, для ВАЗ — 4,2± 0,2 Н (420±20гс).

Контактные кольца должны быть чистыми, без следов масла.

Состояние подшипников можно проверить, вращая вал ротора от руки при снятых щетках. Вал должен вращаться легко, без заеданий, шумов и стуков.

Что может сломаться в генераторе

Среди поломок автомобиля чаще всего встречается выход из строя электрооборудования. Все электрооборудование можно поделить на источники тока, потребители тока и вспомогательные устройства. К потребителям тока относятся оптика, зажигание, климатическое оборудования, антиблокировочная система колес, системы безопасности, световые приборы и другое оборудование. Все эти системы не будут безотказно работать без отлаженной работы источников питания.

Содержание:

В качестве источника питания в легковых автомобилях используют синхронный генератор трехфазного переменного тока, приводится в движение от основного двигателя. Его мощность 700-1 000 Вт. Автомобильная промышленность перешла на установку на легковые автомобили генераторов переменного тока (раньше ставили генераторы постоянного тока), когда появились мощные диодные выпрямители. Это позволило втрое уменьшить вес узла. Некоторые системы-потребители (автомагнитола, противоугонная система, стоп-сигналы, освещение и другие) должны работать и при выключенном двигателе. Их непрерывную работу обеспечивает автомобильный аккумулятор. Он заряжается от работающего генератора, сглаживает перепады напряжения во время подключения энергоемких потребителей.

Разобраться в неисправностях генератора невозможно, не зная, из чего он состоит и как работает.

Автомобильный генератор – устройство и принцип работы

В корпус современных генераторов встроены трехфазный диодный выпрямитель и регулятор напряжения. Ниже мы рассмотрим, как устроен автомобильный генератор.

Шкив передает вращение с помощью ременной передачи с выходного вала двигателя на ротор.

Ротор – это вал генератора, на который передается вращение от двигателя. На него насажены две клювообразные втулки из стали, между которыми находится обмотка возбуждения. Выходные контакты обмотки возбуждения выведены на контактные кольца.

Статор представляет собой пакет стальных листов, собранных в виде трубы. В пазах статора находится трехфазная обмотка. Она и вырабатывает мощность.

Выпрямительный блок (диодный мост) состоит из двух теплоотводов (положительного и отрицательного), к каждому из которых присоединены по три мощных диода. Узел служит для преобразования переменного тока генератора в постоянный, а точнее в пульсирующий с высокой частотой, необходимый потребителям напряжения.

Защитная крышка диодного модуля

Регулятор напряжения – устройство, которое поддерживает определенный интервал изменения напряжения, безопасный и достаточный для работы потребителей тока авто, при изменении частоты вращения вала мотора, а значит и ротора, электрической нагрузки, температуры среды.

Щеточный узел – конструкция, которая обеспечивает контакт подпружиненных щеток с кольцами ротора. Конструкция выполнена из пластмассы, съемная.

Корпус генератора объединяет все его узлы, имеет выходные контакты для подключения к системе электрооборудования, крепится на двигателе авто, состоит из двух крышек.

Устройство автомобильного генератора переменного тока, мы разобрали, теперь нужно разобраться, как он работает.

При включении зажигания, от мотора приводится в движение ротор генератора. Обмотка возбуждения создает электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в обмотках статора. Затем регулятор напряжения корректирует скачки до 13,8 ÷14,2 В. Скорректированное напряжение поступает на аккумулятор.

Наиболее частые неисправности генератора:

• повреждение или износ шкива на коленчатом вале, передающем вращение от двигателя на ротор;
• неполадки в щеточном узле или износ токосъемных щеток;
• нарушение работы регулятора напряжения;
• поломка диодного моста;
• разрушение подшипника вала ротора;
• нарушение целостности проводов зарядной цепи или выводных клемм.
• обрыв или замыкание обмоток;
• загрязнение контактных колец, в том числе за счет подгорания;

Наиболее частые неисправности аккумуляторных батарей:

Автомобильная аккумуляторная батарея используется в автомобиле в качестве дополнительного источника питания при неработающем моторе и для запуска двигателя. В легковых авто установлены аккумуляторы с напряжением 12 В. Тип аккумуляторов свинцово-кислотный.

• повреждение электродов (механическое или химическое);
• замыкание пластин батареи;
• нарушение целостности корпуса аккумулятора, разгерметизация банок;
• окисление клемм аккумулятора.

Виды неисправностей генератора

К механическим неисправностям относятся нарушение работы подшипников, механические повреждения корпуса, креплений, пружин, ременного привода, шкивов и др.

Электрические – это выгорание щеток, биение ротора, межвитковые замыкания, поломки диодного моста, пробои, обрывы обмотки, неисправности реле и др.

Признаки неисправности автогенератора:

О возможных неисправностях генератора следует задуматься, если

• индикатор разряда аккумулятора горит или мигает во время работы мотора;
• произошла разрядка аккумулятора или его выкипание (перезарядка);
• яркость света фар снизилась;
• от генератора исходят писк, вой, другие посторонние звуки.

Диагностика неисправностей генератора

Нестабильная работа генератора не обеспечивает подзарядку аккумулятора. В момент, когда аккумулятор разрядится полностью, двигатель заглохнет, автомобиль остановится в самом неподходящем месте. Чтобы не попасть в такую ситуацию, следует периодически проверять исправность этого узла и аккумуляторной батареи.

Диагностику генератора следует производить только с помощью вольтметра или амперметра.

Во время диагностики или ремонта генератора следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности. Чтобы при проверке не угробить генератор ни в коем случае нельзя:

• Проверять путем короткого замыкания, «на искру». Значительные перепады напряжения с большой долей вероятности выведут из строя все электронные системы автомобиля.
• Соединять клемму «30» или «В+» с «массой» или клеммой 67 ( «D+»).
• Позволять работать генератору при отключенном аккумуляторе или без нагрузки, то есть, когда нет включенных потребителей.
• Осуществлять сварку кузова при подключенных проводах генератора и аккумулятора.
• При включении аккумулятора внимательно следить за полярностью батареи. Иначе большая вероятность вывести из строя диоды выпрямителя.
• При отсоединении проводов генератор следует внимательно следить за тем, где они находятся, чтобы случайно не замкнуть их между собой. Неосторожное соединение проводов может вывести из строя узлы генератора.
• Если необходимо заменить проводку, то использовать можно только на провода с аналогичными параметрами (сечением и длиной).

Как проверить работает ли генератор в машине?

Осуществляется в следующем порядке:

1) Проверка предохранителя. Если он не исправен, его заменяют.

2) Если предохранитель исправен, осматривают корпус, его целостность и расположение. Надо проверить вращение ротора, целостность и натяжение ремня, не повреждены ли соединения проводов.

3) Проверяют контактные кольца и щетки. Во время работы щетки изнашиваются, их иногда может клинить. Токосъемных колец со временем загрязняются, их канавки забиваются графитовой пылью.

4) Проверяют подшипники и статор. Об износе подшипников говорит вой или свист во время работы генератора.

5) Производят диагностику ротора: проверяют обмотки возбуждения на обрывы и замыкания. Мультиметр надо переключить для измерения сопротивления и подключить к контактным кольцам генератора. Если измеряемое сопротивление ниже 1,8 ÷5 Ом, в витках есть короткое замыкание. Если оно выше этого интервала, есть обрыв обмотки.

6) Чтобы проверить обмотки возбуждения «на массу», надо отсоединить их от выпрямителя. Если мультиметр выдает бесконечно большое показание сопротивления, значит нет касания статорных обмоток с корпусом («массой»).

7) Отсоединив мультиметр от обмоток статора, надо перевести прибор в режим «проверка диодов». Плюс мультиметра присоединяют к клемме выпрямителя, минус – к выводу фазы. Снимают показания. Затем щупы меняют местами. Снова снимают показания. У неисправного диодного моста показания совпадут. Если показания сильно отличаются друг от друга, то узел исправен. Диодный мост выходит из строя, если от перегрева радиатора окисляются контакты.

Почему ломается генератор в машине?

• изнашивание во время эксплуатации, коррозия;
• установка некачественных комплектующих;
• неправильная эксплуатация за границами рекомендуемых режимов работы;
• влияние внешних неблагоприятных факторов (дорожная «химия», высокая температура, грязь, соль).

Устранение неисправностей и ремонт автомобильных генераторов

Обнаруженные изношенные или неисправные детали заменяются на новые. Практикуемая раньше перемотка обмоток ротора или статора сейчас нерентабельна. Чаще замены требуют щетки, подшипники, ремень. Самостоятельно легко можно выполнить мелкие работы. Например, припаять оторванные от выводных клемм провода. Промыть контактные кольца бензином и высушить.

С простым ремонтом, не требующим профессиональных навыков и высокой квалификации автомеханика, можно справиться самому. Надо помнить, что к ремонту следует подходить разумно, не чинить ту деталь, которую проще купить и заменить на новую. Ведь старая быстрее выйдет из строя, а ремонт превратится в бесконечный процесс.

Очевидно, что провести диагностику работы узлов генератора можно самостоятельно. Для этого необходимо желание, совсем немного инструментов и времени. Если желания или времени нет, то всегда можно обратиться к опытному мастеру. Главное, не оставлять без внимания такой важный узел, чтобы поездки на автомобиле доставляли удовольствие, а не вынуждали решать новые проблемы.